2013-2014学年陕西省咸阳市高二(下)期末物理试卷

(单选题)(4分)关于分子电流,下面说法中正确的是(  )

A.分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的

B.分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质,即磁场都是由电荷的运动形成的

C.“分子电流”是专指分子内部存在的环形电流

D.分子电流假说无法解释加热“去磁”现象

答案解析:
答案及解析:

知识点:电磁感应

B

解:A、分子电流假说最初是由安培提出来的,A错误;

B、C、“分子电流”并不是专指分子内部存在环形电流的,分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质,即磁场都是由电荷的运动形成的,所以C错误B正确;

D、加热去磁现象可以根据分子电流假说解释,构成磁体的分子内部存在一种环形电流﹣﹣分子电流通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的,它们产生的磁场互相抵消,D错误

     

(单选题)(4分)关于磁场、磁感应强度和磁感线的说法,正确的是(  )

A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质

B.由B=可知,磁感应强度与通电导线的电流和长度的乘积IL成反比

C.磁感应强度的方向就是磁场中通电导线所受磁场力的方向

D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:磁场

A

解:

A、磁铁周围存在磁场,磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种特殊的物质.故A正确;

B、由B=可知,是通过比值法定义的,所以B与F,与IL均无关,而B由磁场本身性质决定.故B错误;

C、通电导线在磁场中的受磁场力方向,可由左手定则来确定,磁场力的方向与磁场方向是相互垂直的,故C错误;

D、磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方仍存在磁场,但磁感线是假想的曲线,是不存在的.故D错误;

     

(单选题)(4分)关于安培力和洛伦兹力的异同,下列说法中正确的是(  )

A.两种力本质上都是磁场对运动电荷的作用

B.洛伦兹力与带电粒子的运动方向有关,安培力与自由电荷定向移动的方向无关

C.两种力的方向均可用右手定则判断

D.安培力、洛伦兹力都一定不做功

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:磁场对运动电荷的作用力

A

解:A、通电导线的电流也是由电荷的定向移动而形成的,所以两种力本质上都是磁场对运动电荷的作用.故A正确;

B、洛伦兹力的方向与带电粒子的运动有关,安培力的方向与电流方向有关,而自由电荷的定向移动形成电流,所以B错误;

C、两种力的方向均可用左手定则判断,故C错误;

D、安培力做功,但洛伦兹力始终与速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,故D错误;

     

(单选题)(4分)(2013•珠海一模)通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针,磁针指向如图所示,则(  )

A.螺线管的P端为N极,a接电源的正极             

B.螺线管的P端为N极,a接电源的负极

C.螺线管的P端为S极,a接电源的正极             

D.螺线管的P端为S极,a接电源的负极

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:磁场

B

解:由题,小磁针静止时N极指向向左,则通电螺线管内部磁场方向向左,P端为N极.根据安培定则判断出电流的方向:从b端流进,从a端流出,b接电源的正极,a接电源的负极.故B正确.

     

(单选题)(4分)(2009•宝山区二模)在图示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的,为了查出断导线,某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端,并观察万用表指针的示数,在下列选档中,符合操作规程的是(  )

             

A.直流10V挡             

B.直流0.5A挡             

C.直流2.5V挡             

D.欧姆挡

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:闭合电路的欧姆定律

A

解:用电压档检测其量程要大于6V,故A正确,C错误

用电流档要用较大量程,所给B中的0.5A太小,故B错误

用欧姆档要把电源断开,本题操作没有,故D错误

     

(单选题)(4分)(2014•石景山区一模)如图所示,a、b是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域,a的下端离水平地面的高度比b高一些.甲、乙是两个完全相同的闭合正方形导线框,分别位于a、b的正上方,两线框的下端离地面的高度相同.两线框由静止同时释放,穿过磁场后落到地面,下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直.下列说法正确的是(  )

               A.乙线框先落地

               B.两线框同时落地

               C.穿过磁场的过程中,乙线框产生的热量较少

               D.穿过磁场的过程中,两线框产生的热量相同

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:法拉第电磁感应定律

A

解:先比较甲、乙线框落地时速度的大小:乙线框进入磁场时速度较大,安培力较大,线框克服安培力做功较多,即产生的热量较多;根据能量守恒定律得知乙线框落地时的速度较小.

线框穿过磁场区域过程受到的安培力是变力,设受到的平均安培力为F,穿过磁场的时间为△t,下落全过程的时间为t,落地速度为v.

对全过程,由动量定理得:

mgt﹣F△t=mv

而F△t=BIL△t=BLq,又感应电荷量 q=,因为磁通量△Φ相同,通过线框截面的电荷量相等,则两个下落过程线框所受的安培力冲量相同.

因为v<v,所以t<t,即乙线框先落地,故A正确,BCD错误.

     

(单选题)(4分)电流表的内阻是Rg=100Ω,满刻度电流值是Ig=1mA,现欲把这电流表改装成量程为3V的电压表,正确的方法是(  )

A.应串联一个0.1Ω的电阻             

B.应并联一个0.1Ω的电阻

C.应串联一个2900Ω的电阻             

D.应并联一个2900Ω的电阻

答案解析:
答案及解析:

知识点:串联电路和并联电路

C

解:改装成电压表要串联电阻分压,串阻值为:

ABD错误,C正确

     

(多选题)(4分)如图所示,A、B为两个相同的环形线圈,它们共轴并靠近放置,A线圈中通有图中所示的正弦交变电流,则(  )

A.在t1~t2时间内,线圈A、B相互排斥             

B.在t2~t3时间内,线圈A、B相互排斥

C.t1时刻两线圈间作用力为零             

D.t2时刻两线圈间作用力最大

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:交变电流

BC

解:A、在t1到t2时间内,若设顺时针(从左向右看)方向为正,则线圈A电流方向顺时针且大小减小,所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小减小,由楞次定律可知,线圈B的电流方向顺时针方向,因此A、B中电流方向相同,出现相互吸引现象,故A错误;

B、在t2到t3时间内,若设顺时针方向(从左向右看)为正,则线圈A电流方向逆时针且大小增大,所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小增大,由楞次定律可知,线圈B的电流方向顺时针方向,因此A、B中电流方向相反,A、B出现互相排斥,故B正确;

C、由题意可知,在t1时刻,线圈A中的电流最大,而磁通量的变化率是最小的,所以线圈B感应电流也是最小,因此两线圈间作用力为零,故C正确;

D、在t2时刻,线圈A中的电流最小,而磁通量的变化率是最大的,所以线圈B感应电流也是最大,但A、B间的相互作用力最小,故D错误;

     

(多选题)(4分)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P从图示位置向右移动时.电源的(  )

A.总功率一定减小             

B.效率一定增大

C.内部损耗功率一定减小             

D.输出功率一定先增大后减小

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:闭合电路的欧姆定律

ABC

解:由电路图可知,当滑动变阻滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻变大,电源电动势不变,由闭合电路的欧姆定律可知,电路总电流I变小;

A、电源电动势E不变,电流I变小,电源总功率P=EI减小,故A正确;

B、电源的效率η==,电源内阻r不变,滑动变阻器阻值R变大,则电源效率增大,故B正确;

C、电源内阻r不变,电流I减小,源的热功率PQ=I2r减小,故C正确;

D、当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时,电源输出功率最大,由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系,因此无法判断电源输出功率如何变化,故D错误;

     

(多选题)(4分)如图所示,匀强磁场方向水平向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子(不计重力),恰能以某一速度沿直线从左向右水平飞越此区域,则(  )

A.若电子以同样速度从右向左飞入,电子将沿直线运动

B.若电子以同样速度从右向左飞入,电子将向上偏转

C.若电子以同样速度从右向左飞入,电子将向下偏转

D.若电子以同样速度从左向右飞入,电子也沿直线运动

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:带电粒子在复合场中的运动

BD

解:A、B、C、正离子从左边进入电场,在电场中受到向上的电场力和向下的洛伦兹力作用,因恰能沿直线从左边水平飞出,可知电场力和洛伦兹力平衡,有qE=qv0B,得v0=

电子从右侧进入电场,受到的电场力方向向上,由左手定则可知,洛伦兹力方向也向上,所以电子将向上偏转.故A错误,B正确,C错误;

D、若粒子带负电,也从左边以速度v0射入,电场力和洛伦兹力的方向对调,发现还是有v0=,所以带电粒子只要以速度v0从左边水平进入电场,粒子就会沿水平方向射出,与电性和电量无关.故D正确;

     

(15分)(2012•北京)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.

(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图1所示,其读数应为      mm(该值接近多次测量的平均值)

(2)用伏安法测金属丝的电阻RX,实验所用器材为:

电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω),电流表(内阻约为0.1Ω),

电压表(内阻约为3kΩ),滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)

开关,导线若干.某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上实验数据可知,他们测量RX是采用图2中甲和乙中的图   (选填“甲”或“乙”)

(3)如图3是测量RX的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据上图所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在下图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U﹣I图线,由图线得到金属丝的阻值RX=    Ω(保留两位有效数字).

(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为     (填选项前的序号)

A、1×10﹣2Ω•mB、1×10﹣3Ω•mC、1×10﹣6Ω•mD、1×10﹣8Ω•m

(6)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器都已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是    (有多个正确选项).

A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差

B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差

D、用U﹣I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:测定金属的电阻率

见解析

 

解:(1)固定刻度读数为0,可动刻度读数为39.7,所测长度为0+39.7×0.01=0.397mm

(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω.则有,比较Rx为小电阻应该采用外接法测量误差小.由(3)知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压电流从接近0开始调节,所以应该采用分压接法甲.

(3)注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉,结合(2)可知应该连接成外接分压接法(甲)那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0.先连外接电路部分,再连分压电路部分,此时滑片P必须置于变阻器的左端.实物图如右图所示,

(4)描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后作出U﹣I图线.如右图所示;其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U﹣I图线上,有:Ω.

(5)根据电阻定律 有:10﹣6Ω•m,从数量级上估算出的金属丝电阻率是C选项.

(6)用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差;由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差.答案为CD

故答案为:(1)0.397

(2)甲

(3)如图

(4)如图,4.5

(5)C

(6)CD

     

(12分)发电机的端电压为220V,输出电功率为44kW,输电线路的电阻为0.2Ω,先用初、次级匝数之比为1:10的升压变压器升压,经输电线路后,再用初、次级匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户.

(1)画出全过程的线路图;

(2)求用户得到的电压和功率;

(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压.

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:电能的输送

见解析

 

解:(1)全过程的线路示意图如图所示:

(2)根据=,解得升压变压器的输出电压为:

U2=220×10V=2200V

则输电线上的电流为:

I2==A=20A,

损失的功率为:

P=I22R=400×0.2W=80W.

输电线上损失的电压为:

△U=I2R=20×0.2V=4V

则降压变压器输入电压为:

U3=U2﹣△U=2200﹣4V=2196V

根据=,得用户得到的电压为:

U4==219.6V

用户得到的功率为:

P′=P﹣P=44000﹣80=43920W=43.92KW.

(3)若不经过变压而直接送到用户,电流为:

I===200A

用户得到的功率:

P′=P﹣I2r=44000﹣2002×0.2=36000W=36KW

用户得到的电压为:

U′=U﹣Ir=220﹣200×0.2=180V

答:(1)画出全过程的线路图,如图所示;

(2)用户得到的电压为219.6V,功率为43.92KW;

(3)若不经过变压而直接送到用户,用户得到的功率为36KW,电压为180V.

     

(13分)如图所示,两平行金属板P1和P2之间的距离为d、电压为U,板间存在磁感应强度为B1的匀强磁场.一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动.粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中,在洛伦兹力的作用下,粒子做匀速圆周运动,经过半个圆周后打在挡板MN上的A点.已知粒子的质量为m,电荷量为q.不计粒子重力.求:

(1)粒子做匀速直线运动的速度v.

(2)O、A两点间的距离x.

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:质谱仪

见解析

解:(1)带正电的粒子在两板间做匀速直线运动,故所受电场力和洛伦兹力为一对平衡力,即:Eq=B1qv

所以:

(2)带电粒子进入下面的匀强磁场后做匀速圆周运动,O、A两点间的距离x为其做圆周运动的直径,故

答:

(1)粒子做匀速直线运动的速度v为

(2)O、A两点间的距离x为

     

(3分)一列向右传播的横波在某一时刻的波形如图所示,其中质点P、Q到平衡位置的距离相等,关于P、Q两质点,以下说法正确的是(  )

A.P较Q先回到平衡位置

B.再经一个周期,两质点到平衡位置的距离相等

C.两质点动量相同

D.两个质点加速度相同

答案解析:
答案及解析:

知识点:波的传播

B

解:

A、由图看出,P、Q两点平衡位置间的距离等于半个波长,振动情况总是相反,则两质点同时回到平衡位置.故A错误.

B、P、Q振动情况总是相反,再经一个周期,两个质点到平衡位置的距离相等.故B正确.

C、两个质点在任意时刻的动量大小相等、方向相反,由于动量是矢量,所以动量不同.故C错误.

D、两个质点在任意时刻的加速度大小相等、方向相反,则加速度不相同.故D错误.

     

(3分)(2006•湖北模拟)有下列说法:①宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性  ②激光有较好的相干性  ③核反应中的质量亏损现象违背了能量守恒定律  ④氢原子的能量是不连续的,因此辐射光子的能量也是不连续的.你认为正确的是(  )

A.①③             

B.①②③             

C.②④             

D.①②④

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:原子核

C

解:①、宏观物体的物质波波长非常小,不易观察到它的波动性,故①错误;

②激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特点,故②正确;

③原子核反应过程中的质量亏损现象不违背能量守恒定律,只是换种形式存在,符合质能联系方程,故③错误;

④根据氢原子的能级图可知,氢原子的能量是不连续的,辐射光子的能量也是不连续的,故④正确

     

(4分)如图所示为甲、乙两单摆做简谐运动的图线,若g=9.8m/s2,甲的摆长L1为    ;甲、乙两摆摆长之比为L1:L2为     ;甲、乙两摆   摆角较大.

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:简谐运动

1m,16:9,甲

解:甲摆的周期为2s,乙摆的周期为1.5s,根据单摆的周期公式T=2π得:

L1==1m;

L2==m;

摆长L=,甲、乙两摆的周期比为4:3,则摆长比为16:9.

单摆小角度摆动,甲摆的振幅为7cm,乙摆的振幅为3cm,根据A=Lθ,两个摆的摆角之比为:

,故甲摆的摆角较大;

     

(10分)(2008•江苏模拟)如图所示,玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成.一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射,在棱镜中的折射光线如图中ab所示,ab与AD面的夹角α=60°.己知光在真空中的速度c=3×108m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:

(1)这束入射光线的入射角多大?

(2)光在棱镜中的波长是多大?(结果保留三位有效数字)

(3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角.(结果可用反三角函数表示)

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:光的折射

见解析

 

解:(1)设光在AD面的入射角、折射角分别为i、r,则由几何知识得:r=30°

得:sini=nsinr=1.5sin30°=0.75

则得:i=arcsin0.75

(2)根据

得:

根据v=λf,得:==3.77×10﹣7m

(3)光路如图所示.由几何知识得ab光线在AB面的入射角为45°.

设玻璃的临界角为C,则有:

∵sin 45°>0.67,∴C<45°.

因此光线ab在AB面会发生全反射.

光线在CD面的入射角r'=r=30°,根据,得光线CD面的出射光线与法线的夹角i'=i=arcsin0.75.

答:(1)这束入射光线的入射角arcsin0.75.

(2)光在棱镜中的波长是3.77×10﹣7m.

(3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角是arcsin0.75.

     

原子核92238U经放射性衰变①变为原子90234Th,继而经放射性衰变②变为原子核91234Pa,再经放射性衰变③变为原子核92234U.放射性衰变①、②和③依次为(  )

A.α衰变、β衰变和β衰变             

B.β衰变、α衰变和β衰变

C.β衰变、β衰变和α衰变             

D.α衰变、β衰变和α衰变

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:放射性元素的衰变

A

解:根据α、β衰变特点可知:92238U经过一次α衰变变为90234Th,90234Th经过1次β衰变变为91234Pa,91234Pa再经过一次β衰变变为92234U,故BCD错误,A正确.

     

(2006•宣武区一模)如图所示,材料不同,但是质量相等的A、B两个球,原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动,A球的速度是6m/s,B球的速度是﹣2m/s,不久A、B两球发生了对心碰撞.对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值,某实验小组的同学们做了很多种猜测,下面的哪一种猜测结果一定无法实现(  )

              A. vA′=﹣2m/s,vB′=6m/s             

B.              vA′=2m/s,vB′=2m/s

C. vA′=1m/s,vB′=3m/s             

D.              vA′=﹣3m/s,vB′=7m/s

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:动量守恒定律

D

解:设每个球的质量均为m,碰前系统总动量P=mAvA+mBvB=4m,碰前的总机械能E=mAvA2+mBvB2=20m;

A、碰后总动量P′=4m,总机械能E′=20m,动量守恒,机械能守恒,故A可能实现;

B、碰后总动量P′=4m,总机械能E′=4m,动量守恒,机械能不增加,故B可能实现;

C、碰后总动量P′=4m,总机械能E′=5m,动量守恒,机械能不增加,故C可能实现;

D、碰后总动量P′=4m,总机械能E′=39m,动量守恒,机械能增加,违反能量守恒定律,故D不可能实现;

     

约里奥•居里夫妇由于在1934年发现了放射性同位素而获得了1935年诺贝尔奖金,约里奥•居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程是Al+He→P+n,P→Si+e,则以下判断中正确的是(  )

A.              P是由Si和e组成的

B.              e是P内的质子转化为中子时产生的

C.              e是P内的中子转化为质子时产生的

D.              P原子核的质量为mP、Si原子核的质量为mS,e的质量为m0,则P衰变成Si的过程中释放的核能为(mP﹣mSi﹣m0)c2

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:放射性元素的衰变

BD

解:A、P→Si+e,

e是P内的质子转化为中子时产生的,故AC错误,B正确;

D、P原子核的质量为mPSi原子核的质量为mSe的质量为m0

根据质能方程得P衰变成Si的过程中释放的核能为△E=△mc2=(mP﹣mSi﹣m0)c2,故D正确;

     

(2005•盐城模拟)如图所示,水平面上的A,B两物体中间有一被细线拉着的被压缩了的轻弹簧,两边是两个在竖直平面内的半径分别为R和2R圆弧形轨道.当细线突然断开后,两物体分别运动到轨道最高点时,对轨道的压力都为0.不计任何摩擦,求:A、B两物体的质量mA和mB之比.

 

答案解析:
答案及解析:

知识点:动量守恒定律

见解析

解:系统满足动量守恒得

mAvA=mBvB

最高点:对轨道的压力为0,所以根据牛顿第二定律:

A:mAg=

B:mBg=

根据动能定理有:

=2mAgR

=4mBgR

联立解得mA:mB=:1

答:A、B两物体的质量mA和mB之比是:1